MECÂNICA DOS SOLOS E GEOLOGIA
ORIGEM E TIPOS DE SOLO
 
PEDOLOGIA:
Material natural constituído de camadas ou horizontes de compostos minerais e ou orgânicos
ENGENHARIA CIVIL:
Material terroso de fácil desagregação pelo manuseio ou ação da água
GEOLOGIA DE ENGENHARIA:
 
CONCEITO AMPLO: Solo é todo material terroso
USO DO SOLO: É a destinação dada à superfície do terreno
CAMADA DE SOLO: Horizonte com material de propriedades semelhantes
OUTROS CONCEITOS
Pluvial
Marinho
Eólico
Gravitacional
Glacial
 
Rocha sã  Processos de intemperismo
Solos residuais
sedimentação
desintegração (ação física) e a decomposição (ação química)
das rochas e dos minerais, por ação de agentes atmosféricos e
 biológicos.
“Não  existe rocha alguma que possa escapar à sua ação. Até
mesmo uma rocha tão resistente como o granito, quando
sujeita por muito tempo à ação intensa do intemperismo, chega
a desfazer-se entre os dedos”.
 
 
 
 
A DECOMPOSIÇÃO QUÍMICA é uma consequência da reação química entre a rocha e as várias soluções aquosas, podendo ocorrer por oxidação, pela redução, pela ação do ácido carbônico, por hidrólise e hidratação e pela dissolução.
Quando a atividade de seres vivos, como as bactérias do solo, causa a decomposição de rochas, esta é considerada uma DECOMPOSIÇÃO QUÍMICOBIOLÓGICA.
 
Fatores que influenciam na formação dos solos: 
1. CLIMA: ação da água da chuva e da temperatura; 
2. ROCHA DE ORIGEM: influencia a circulação interna de água e a composição mineralógica do solo; 
3. ORGANISMOS VEGETAIS E ANIMAIS: modificam as características físicas e químicas do solo; 
 
As variações de umidade, que além de favorecerem as reações químicas e o transporte de elementos atuam nos mecanismos de expansão e retração; 
INTEMPERISMO: processo dinâmico que atua alterando as propriedades físicas (morfologia, textura, resistência e cor), além da composição e estrutura cristalina dos minerais das rochas e do solo.
As variações de temperatura, através da atuação da expansão e da contração térmica;
TIPOS DE INTEMPERISMO 
1. FÍSICO OU MECÂNICO: É todo processo que causa a desagregação  das rochas, conduzindo à desagregação dos grãos minerais antes coesos, e transformando-a em material descontínuo e friável, sem modificações na sua estrutura cristalina. 
PRINCIPAIS AGENTES:
 
A água líquida ocupa as fissuras da rocha (a), sendo posteriormente congelada, expandindo e exercendo pressão nas paredes (b). 
 
  Também provocam com o seu crescimento, sua expansão térmica e absorção de umidade, grandes tensões nas fissuras contribuindo para ampliação da rede de fraturas e para a fragmentação da rocha.
Os sais mais comuns que se precipitam são os cloretos, os sulfatos e os carbonatos. Eles têm origem na própria rocha sendo dissolvidos e carreados pelo fluido percolante.
Ex de INTEMPERISMO FÍSICO:
 
Formação das juntas de alívio em conseqüência da expansão do corpo rochoso sujeito a alívio de pressão  pela erosão do material sobreposto. Estas descontinuidades servem de caminhos para a percolação das águas que promovem a alteração química. 
a) antes da erosão
b) depois da erosão 
 
 
  Estas reações estão sujeitas às leis do equilíbrio químico e às oscilações ambientais. Assim, em função das condições de temperatura e precipitação:
• uma mesma rocha dará origem a diferentes minerais secundários e diferentes soluções de lixiviação.
 
TIPOS DE INTEMPERISMO QUÍMICO
3. AÇÃO BIOLÓGICA: pela produção de gás carbônico (ciclo vital) e ácidos orgânicos (decomposição da matéria orgânica) os organismos vivos promovem importantes reações de transformações dos minerais, além de movimentarem e aglutinarem partículas do solo. 
 
PROCESSOS DIAGENÉTICOS
Uma vez depositado, o material sedimentar passa a responder às condições de um novo ambiente, o da diagênese.
 
 
iii. Cimentação  –  precipitação química de minerais a partir de íons em solução na água intersticial.
iv. Recristalização diagenética  – designa a modificação da mineralogia e textura cristalina de componentes sedimentares pela ação de soluções intersticiais em condições de soterramento.
 
ii. Intemperismo - Físico / Químico / Biológico
iii. Erosão / Lixiviação
vi. Diagênese / Litificação - conversão de sedimentos em rochas
 
Características e composição da rocha mãe: susceptibilidade ao intemperismo;
Fauna e flora: matéria orgânica, remobilização de materiais, microclima;
Relevo: dinâmica da água (infiltração e drenagem), microclima, erosão e sedimentação;
Tempo de exposição da rocha.
 
Quanto maior a disponibilidade de água e mais freqüente for a sua renovação mais completas serão as reações de intemperismo.
 
Intemperismo
Rocha
E   q  u i  l  í   b  r  i   o
Manto de Intemperismo Rocha alterada e solo
   P   r   o    d   u    t  o
 
 
•pH menor do que 5: •Acidólise presença de ácidos orgânicos
pH<3 acidólise total elementos em solução solos podzólicos (minerais mais insolúveis, ex.: quartzo)
•Químico-Biológico •Bactérias, fungos, algas, etc; •Decomposição da matéria orgânica.
 
CaSO4 + 2 H2O CaSO4.2H2O
CaCO3   + CO2
 + H2O Ca(HCO3)2 
Calcita
 
Hidrólise pH entre 5 e 9
•Íon H+ entra na estrutura dos minerais deslocamento dos cátions alcalinos e alcalinos terrosos; •Rompimento da estrutura dos minerais liberando Si
minerais secundários
KAlSi3O8 + 8H2O Al(OH)3  + 3H4SiO4 + K+ + OH- 
K-feldspato gibbsita
Alitização (Al)
Ferralitização (Fe)
•Hidrólise Parcial: parte da sílica permanece no perfil formação de aluminossilicatos (argilominerais) sialitização
2KAlSi3O8+ 11H2O Si2Al2O5(OH)4  + 4H4SiO4 + 2K+ + 2OH- 
1. K 100% eliminado
2. K parcialmente eliminado
 
RESIDUAIS: Provenientes da decomposição e degradação de rocha subjacente. Também chamados de “in  situ”,  por terem sido formados no mesmo local onde se encontram.
TRANSPORTADOS: Provenientes de erosão, transporte e deposição de solos pré existentes.
TIPOS DE SOLOS
SOLO ELUVIAL: Ocorre na superfície, apresentando-se macroscopicamente homogêneo e isotrópico. Também chamado de solo superficial e solo residual maduro.
 
ALUVIÃO: é constituído por material erodido, retrabalhado e transportados pelos cursos d' água e depositados nos seus leitos e margens, ou ainda em fundos e margens de lagoas e lagos, sempre associados à ambientes fluviais.
COLUVIÃO: é constituído por depósitos de material solto, encontrados no sopé de encostas e que foram transportados pela ação da gravidade ou, simplesmente, material decomposto, transportado por gravidade.
TÁLUS: é formado pelo mesmo processo de transporte por gravidade, em encostas, que produz os coluviões, diferenciando-se pela presença ou predominância de blocos de rocha, resultando em solos pouco espessos na fonte, o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de encostas de forte declividade ou, então, ao pé de escarpas rochosas
TIPOS DE SOLOS TRANSPORTADOS
 
Horizontes do solo  A movimentação horizontal e vertical dos materiais constituintes de um solo criam camadas distintas, paralelas a superfície e conhecidas como Perfil de Solo.
Essas camadas são denominadas de horizontes do solo.
Um perfil de solo (completo) é constituído pelos horizontes: O, A, B e C.
 
O: é essencialmente orgânico.  A: além do componente orgânico, componentes minerais.
B: é conhecido como horizonte de acumulação. Esse horizonte é enriquecido em argilas, óxidos de Fe, sílica, carbonatos ou outros materiais lixiviados dos horizontes acima.
C: é composto por materiais parcialmente alterados da rocha mãe.
D ou R: corresponde à rocha mãe.
Horizontes do solo
Escorregamentos e erosões
CONCEITO
Ações dinâmicas ou eventos que envolvem aplicações de forças sob certos gradientes, produzidas por chuvas, vento, ondas, marés, rios, gelo, etc...
 
Erosão  –  destroem solos e rochas por processos móveis ou imóveis
Abrasão – desgaste mecânico realizado por rios, ventos, etc
Corrosão – desgaste químico
Intemperismo – agentes imóveis
Conceitos Básicos 
Erosão  – Processo de desagregação e remoção de partículas do solo ou de fragmentos e partículas de rochas, pela ação combinada da gravidade com a água, vento gelo e organismos
Erosões naturais ou geológicas – desenvolvem-se em equilíbrio com a formação do solo
 
Mecanismo
Remoção e transporte superficial
 
Chuva
Substrato rochoso
Erosão Laminar 
 
 
 
Boçoroca
Grota
Inativa
Paleovoçoroca
 
Salpicamento (splash erosion)
Processos de Erosão 
Exemplo de erosão
de percolação (Fp) sobre os grãos:
 
Ocorre quando a tensão exercida pela água em movimento numa
descontinuidade é suficiente para destacar partículas
de solo.
 
•erosividade do agente –  potencial de erosão da água
•erodibilidade do solo –  representa à suscetibilidade à erosão do solo
O que é mais importante na erosividade, a intensidade de chuva ou a quantidade de chuva acumulada?
Depende, se a erosão é governada por:
• processos superficiais –  intensidade da chuva
• processos subsuperficiais –  chuva acumulada
Ensaio de desagregação
Ensaio granulométrico sem deflocultante e agitação;
Ensaio de Inderbitzen;
 
 
Movimentos de Massa: são movimentos coletivos de solos e/ou rochas. Nas voçorocas são comuns os: escorregamentos, fluxos (corridas) e quedas. 
Escorregamento rotacional Fluxo
•Obras de drenagem